散热器的分类及特点(散热风扇基础知识)

一、散热风扇的分类

散热风扇通常分为以下三类：

1、 轴流式：气流出口方向与轴心方向相同

2、 离心式：利用离心力作用将气流沿着叶片向外甩出。

3、 混流式：拥有以上两种气流方式

二、散热风扇的原理

风扇的工作原理是按能量转化来实现的，即电能→电磁能→机械能→动能。其电路原理一般分为多种形式，采用的电路不同，风扇的性能就会有差异。

三、散热风扇的技术指标

1、 转速：转速指风扇旋转的速度，通常以1分钟内转动的圈数来衡量，即rpm。转速与机电绕线匝数、线径、扇叶叶轮外径与底径，叶片形状及所用轴承等因素有关，转速增大、风量相应增大。

转速值的大小，在一定程度上代表了风量的大小，在条件一定时，转速越大，则噪音及振动会相应加大，因此，在风量满足散热要求的情况下，应尽量使用低转速风扇。一般转速大小（以DC轴流风扇为例）：

2510风扇7000-12000rpm；3010风扇5000-9000rpm；4010风扇5000-7000rpm；

5010风扇3500-5000rpm；6025风扇2600-4500rpm；7025风扇2400-3600rpm；

8025风扇2000-3500rpm；9225风扇1600-3100rpm；12025风扇1500-2500rpm。

2、 风量：风量是指风扇通风面积平面速度之积。通风面积是出口面积减去涡舌处的投影面积。平面速度是气流通过整个平面的气体运动速度，单位是m³/s。平面速度一定时，扇叶叶轮外径越大，通风面积越大，风量则越大。平面速度由转子的转速和风压决定。通风面积一定时，平面速度越大，风量越大。风量越大，空气吸热量则越大，空气流动转移时能够带周能带走更多的热量，扇热效果越明显。

3、 风压：为进行正常通风，需要克服风扇通风行程内的阻力，风扇必须产生克服送风阻力的压力，测量到的风压的变化值称为静压，即最大静压与大气压的差压。它是气体对平行于物体表面作用的压力，静压是通过垂直于其表面的孔测量出来的。

把气体流动中所需要动能转化为压力形式称为动压。为实现送风的目的，需要有静压和动压。全压为静压与动压的代数和，全压是指由风扇所给定的全压增加量，即风扇的出口和进口之间的全压之差。在实际应用中，标称的最大风量值并不是实际散热片得到的送风量，风量大，并不代表通风能力强。因空气流动时，气流在其流动路径会遇上散热鳍片或元件的阻扰，其阻抗会限制空气自由流通。即风量增大时，风压会减小。因此必须有一个最佳操作工作点，即风扇性能曲线与风阻曲线的交点。在工作点，风扇特性曲线之斜率为最小，而系统特性曲线之变化率为最低。注意此时的风扇静态效率（风量×风压÷耗电）为最佳。当然有时为了能减少系统阻抗，甚至选用尺寸较小的风扇，也可以获得相同的风量。

散热风扇的其他主要性能参数：

四、风扇的轴承系统

风扇的轴承系统一般建议最好选用滚珠轴承，因为散热风扇的寿命通常取决于其轴承的可靠性，滚珠轴承系统已被证实具有高效率与低生热的特点。滚珠轴承属滚动摩擦，由金属珠滚动，接触面小，摩擦系数小；而含油轴承为滑动摩擦，接触面大，长期使用后，油会挥发，轴承容易磨损，摩擦系数大，后期噪音较大，寿命短。

品质好的风扇除了通风量大、风压高以外，可靠性也是非常重要的，风扇使用的轴承形式在此显得非常重要。高速风扇一律使用滚珠轴承（Ball bearing）而低速风扇则使用成本低廉的含油轴承（Sleeve bearing）。含油轴承风扇只用一个轴承；而滚珠轴承风扇都需要两个轴承，单滚珠轴承，是“1Ball+1Sleeve”，依然带有含油轴承的部分。比单滚珠更高级的是双滚珠轴承，即Two Balls。含油轴承寿命一般为10000小时，单滚珠轴承为30000小时，双滚珠轴承为50000小时以上（环境温度均设定在25℃以下时）。风扇使用的含油轴承由铜基粉末烧结而成，使用含油轴承需加润滑油以减少滑动摩数，润滑油由锂基润滑脂加特制机油调制而成。随着长时间的运转，轴承内的机油会挥发而变干，摩擦系数增大，风扇运转受影响，可能出现异音，转数偏慢甚至不转现象。而滚珠轴承由滚动摩擦取代了滑动摩擦，摩擦系数小并克服了摩擦系数容易变的缺点，因而运转稳定性强，寿命相对要长的多。